一种核壳增韧玻纤增强的PTT复合材料

一种核壳增韧玻纤增强的PTT复合材料

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体地说是一种核壳增韧玻纤增强的PTT复合材料。

背景技术

聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）作为一种综合性能优异的新型聚酯高分子材料，目前已广泛应用于纤维、薄膜、工程塑料等领域，但未改性的PTT存在缺口冲击强度低、缺口敏感性大的缺陷，这极大地限制了PTT在各个领域中更广泛的应用。将弹性体以分散粒子的方式均匀分散在PTT基体中，可以具有良好的增韧效果，但这种增韧方法的缺点是大量加入低模量的橡胶粒子后，会使PTT的韧性得到提高的同时降低其强度、刚性和耐热性等性能；当采用刚性粒子对PTT进行增韧时，刚性粒子在提高PTT韧性的同时，还可提高PTT的强度、刚度和耐热性，而且有助于改善加工流变性，刚性粒子增韧可以从廉价的原材料中得到成本较低、成型加工性能好的高性能PTT，但刚性粒子增韧须对刚性粒子表面进行必要的改性处理，如通过偶联剂、相容剂提高刚性粒子与PTT基体的相容性问题，但单纯使用偶联剂、相容剂还远不能完全解决刚性粒子难于增韧的问题。于是，提出使用PTT/弹性体/刚性无机粒子的多元复合体系填充增强增韧，即形成橡胶粒子-刚性粒子“包覆”结构或所谓的“壳-核”结构，发挥橡胶粒子（提高韧性但牺牲模量）与刚性粒子（提高刚性易，但提高韧性难）的各自优点，以起到有效的协同增强增韧作用。因为对于弹性体/无机刚性粒子复合增韧PTT体系，一方面由于弹性体的加入提高了基体的韧性，当加入无机刚性粒子时，其增韧效果尤为明显，从而显示出协同增韧作用；一方面，当弹性体与无机刚性粒子形成“软核- 硬壳”结构时，在刚性粒子和基体之间出现柔性界面层，增强了基体与填料的界面粘结，利于应力从基体到无机填料的传递，此外还可提高填料的分散性，降低其聚集趋势，提高复合体系的综合力学性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优异力学性能的核壳增韧玻纤增强的PTT复合材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种核壳增韧玻纤增强的PTT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 60%～85%、无机粒子5%～15%、POE 5%～10%、丙烯酸0.01%～1%、引发剂0.01%～0.05%、抗氧剂0.1%～0.5%、润滑剂0.1%～1%、玻璃纤维8%～12%。

所述PTT为特性黏度0.7～1.2dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯。

所述无机粒子为粒径小于5μm的碳酸钙或硅灰石。

所述POE为乙烯-辛烯共聚弹性体。

所述引发剂为偶氮二异、偶氮二异庚腈、偶氮二甲酸二乙酯中的一种。

所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1010或抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物中的一种。

所述润滑剂为硬脂酸酯或改性乙撑双脂肪酸酰胺。

所述玻璃纤维为直径在4～17μm、且表面经过硅烷偶联剂处理的无碱短切玻璃纤维。

上述的一种核壳增韧玻纤增强的PTT复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将PTT置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，将无机粒子于60℃～100℃温度下干燥1～2小时，待用；

（2）、按重量配比称取干燥的无机粒子加入料筒温度在60℃～80℃的高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后采用喷雾工艺加入按重量配比称取的丙烯酸和引发剂，搅拌10～45分钟，再加入按重量配比称取的POE，搅拌10～15分钟，使形成“无机粒子-POE”的核壳粒子，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比称取的抗氧剂和润滑剂，使一起搅拌3～15分钟，待充分混合均匀后出料；

（3）、将步骤（2）的混合料加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时从双螺杆挤出机的侧喂料口加入按重量配比称取的玻璃纤维，通过双螺杆挤出机熔融混炼1～2分钟，螺杆转速控制在120～400r/min，加工温度在200℃～280℃范围，然后挤出、冷却造粒、干燥，即得本发明的一种核壳增韧玻纤增强的PTT复合材料。

本发明的有益效果是，本发明通过对无机粒子表面预处理后与POE之间相互作用和发生接枝反应，形成以无机粒子为核、POE为壳的核壳微粒与PTT共混进行增韧改性，同时对PTT进行玻纤增强，使所得的复合材料具有优异的抗冲击性和高强度、高耐热、高化学稳定性等优点。

具体实施方式

下面结合具体的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1：

一种核壳增韧玻纤增强的PTT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 62%、无机粒子15%、POE 10%、丙烯酸0.55%、偶氮二异0.05%、抗氧剂1010 0.1%、改性乙撑双脂肪酸酰胺0.3%、玻璃纤维12%，所述PTT为特性黏度0.7～1.2dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述无机粒子为粒径小于5μm的碳酸钙，所述POE为乙烯-辛烯共聚弹性体，所述玻璃纤维为直径在4～17μm、且表面经过硅烷偶联剂处理的无碱短切玻璃纤维。

制备方法：（1）、将PTT置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，将无机粒子于60℃～100℃温度下干燥1～2小时，待用；（2）、按重量配比称取干燥的无机粒子加入料筒温度在60℃～80℃的高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后采用喷雾工艺加入按重量配比称取的丙烯酸和偶氮二异，搅拌10～45分钟，再加入按重量配比称取的POE，搅拌10～15分钟，使形成“无机粒子-POE”的核壳粒子，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比称取的抗氧剂1010和改性乙撑双脂肪酸酰胺，使一起搅拌3～15分钟，待充分混合均匀后出料；（3）、将步骤（2）的混合料加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时从双螺杆挤出机的侧喂料口加入按重量配比称取的玻璃纤维，通过双螺杆挤出机熔融混炼1～2分钟，螺杆转速控制在120～400r/min，加工温度在200℃～280℃范围，然后挤出、冷却造粒、干燥，即得本发明的一种核壳增韧玻纤增强的PTT复合材料。

实施例2：

一种核壳增韧玻纤增强的PTT复合材料，其组分按质量百分数配比为：PTT 75%、无机粒子10%、POE 6%、丙烯酸0.28%、偶氮二甲酸二乙酯0.02%、抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物0.2%、改性乙撑双脂肪酸酰胺0.5%、玻璃纤维8%，所述PTT为特性黏度0.7～1.2dL/g的聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述无机粒子为粒径小于5μm的硅灰石，所述POE为乙烯-辛烯共聚弹性体，所述玻璃纤维为直径在4～17μm、且表面经过硅烷偶联剂处理的无碱短切玻璃纤维。

制备方法：（1）、将PTT置于强制空气循环烘箱中于110℃～120℃温度下干燥6～8小时，将无机粒子于60℃～100℃温度下干燥1～2小时，待用；（2）、按重量配比称取干燥的无机粒子加入料筒温度在60℃～80℃的高速混合机中，搅拌3～15分钟，然后采用喷雾工艺加入按重量配比称取的丙烯酸和偶氮二甲酸二乙酯，搅拌10～45分钟，再加入按重量配比称取的POE，搅拌10～15分钟，使形成“无机粒子-POE”的核壳粒子，然后按重要配比加入干燥的PTT，并加入按重量配比称取的抗氧剂1076与抗氧剂168的复配物、改性乙撑双脂肪酸酰胺，使一起搅拌3～15分钟，待充分混合均匀后出料；（3）、将步骤（2）的混合料加入双螺杆挤出机的主喂料口，同时从双螺杆挤出机的侧喂料口加入按重量配比称取的玻璃纤维，通过双螺杆挤出机熔融混炼1～2分钟，螺杆转速控制在120～400r/min，加工温度在200℃～280℃范围，然后挤出、冷却造粒、干燥，即得本发明的一种核壳增韧玻纤增强的PTT复合材料。